氨分解制备燃料电池用氢过程模拟和能效分析
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 符号说明 | 第10-12页 |
| 第1章 前言 | 第12-14页 |
| 第2章 文献综述 | 第14-26页 |
| 2.1 氢能源 | 第14-15页 |
| 2.1.1 醇类重整制氢 | 第14页 |
| 2.1.2 汽油制氢 | 第14-15页 |
| 2.1.3 硼氢化钠制氢 | 第15页 |
| 2.1.4 氨分解制氢 | 第15页 |
| 2.2 氨分解反应 | 第15-17页 |
| 2.2.1 氨的储备和运输 | 第15页 |
| 2.2.2 氨分解反应热力学 | 第15-16页 |
| 2.2.3 氨分解反应动力学 | 第16页 |
| 2.2.4 氨分解反应器及模拟分析 | 第16-17页 |
| 2.3 氢气燃烧 | 第17-18页 |
| 2.3.1 氢气催化燃烧 | 第17-18页 |
| 2.3.2 氢气燃烧动力学 | 第18页 |
| 2.4 活性炭吸附氨气 | 第18-19页 |
| 2.4.1 活性炭吸附剂 | 第18页 |
| 2.4.2 吸附动力学模型 | 第18-19页 |
| 2.5 氢气-氮气膜分离 | 第19-21页 |
| 2.5.1 膜分离技术 | 第19页 |
| 2.5.2 膜反应器 | 第19-20页 |
| 2.5.3 氨分解与膜分离集成 | 第20页 |
| 2.5.4 钯膜分离器模型 | 第20-21页 |
| 2.6 燃料电池 | 第21-23页 |
| 2.6.1 燃料电池简介和分类 | 第21-22页 |
| 2.6.3 PEMFCs模型 | 第22-23页 |
| 2.7 gPROMS软件 | 第23-24页 |
| 2.7.1 gPROMS的发展历史和功能 | 第23-24页 |
| 2.7.2 gPROMS的基本特点 | 第24页 |
| 2.8 本章小结 | 第24-26页 |
| 第3章 操作单元模型化 | 第26-38页 |
| 3.1 管壳式自热型氨分解反应器 | 第26-30页 |
| 3.1.1 反应器的结构和尺寸 | 第26-27页 |
| 3.1.2 反应器的数学模型 | 第27-28页 |
| 3.1.3 模型参数 | 第28-29页 |
| 3.1.4 边界条件和数值方法 | 第29-30页 |
| 3.2 氨气吸附装置 | 第30-31页 |
| 3.2.1 吸附器的结构和尺寸 | 第30页 |
| 3.2.2 吸附器的数学模型 | 第30-31页 |
| 3.2.3 动态模型条件和数值方法 | 第31页 |
| 3.3 氮气-氢气膜分离装置 | 第31-34页 |
| 3.3.1 膜分离器的结构和尺寸 | 第31-32页 |
| 3.3.2 膜分离装置的数学模型 | 第32-33页 |
| 3.3.3 模型参数 | 第33-34页 |
| 3.3.4 边界条件和数值方法 | 第34页 |
| 3.4 质子交换膜燃料电池 | 第34-35页 |
| 3.4.1 燃料电池的效率 | 第34页 |
| 3.4.2 燃料电池的数学模型 | 第34-35页 |
| 3.5 换热器 | 第35-36页 |
| 3.5.1 物质流的能量变化 | 第35-36页 |
| 3.5.2 换热器的数学模型 | 第36页 |
| 3.6 物性数据 | 第36-37页 |
| 3.7 本章小结 | 第37-38页 |
| 第4章 操作单元的模拟结果与讨论 | 第38-53页 |
| 4.1 反应器分析 | 第38-46页 |
| 4.1.1 并流操作 | 第38-40页 |
| 4.1.2 逆流操作 | 第40-44页 |
| 4.1.3 等温操作 | 第44-46页 |
| 4.2 吸附装置分析 | 第46-47页 |
| 4.3 膜分离装置分析 | 第47-50页 |
| 4.3.1 温度的影响 | 第47页 |
| 4.3.2 压力的影响 | 第47-48页 |
| 4.3.3 流量的影响 | 第48-50页 |
| 4.4 燃料电池分析 | 第50-52页 |
| 4.4.1 单块电池板的极化曲线 | 第50页 |
| 4.4.2 燃料电池的单板数 | 第50-52页 |
| 4.5 本章小结 | 第52-53页 |
| 第5章 流程模拟和结果讨论 | 第53-62页 |
| 5.1 原始流程模拟 | 第53-55页 |
| 5.2 循环系统流程模拟 | 第55-57页 |
| 5.3 热集成方案的设计 | 第57-61页 |
| 5.3.1 流程的简化和分析 | 第57-58页 |
| 5.3.2 制氢系统的热集成 | 第58-60页 |
| 5.3.3 热集成方案的分析 | 第60-61页 |
| 5.4 本章小结 | 第61-62页 |
| 第6章 结论 | 第62-63页 |
| 6.1 单元操作 | 第62页 |
| 6.2 全流程模拟 | 第62-63页 |
| 参考文献 | 第63-68页 |
| 致谢 | 第68页 |
